3.4.1-Introdução
A campanha experimental foi feita seguindo um processo sequencial, evoluindo de forma a responder aos resultados obtidos, podendo ser dividida em 6 fases, sendo que as 5 primeiras serviram para definir as composições das amassaduras a serem caracterizadas na última fase da campanha de ensaios.
O processo de escolha das várias composições testadas teve como fatores de decisão a resistência à compressão aos 7dias em cubos 50×50×50mm3, a massa volúmica e a consistência.
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3.4.2-Fase 1
Na primeira fase, que pode ser descrita como de despistagem inicial, a substituição do cimento por PVA teve como objetivo analisar o comportamento das argamassas tanto ao nível da trabalhabilidade como, fundamentalmente, da resistência à compressão que seria possível obter com a adição do PVA. Para isso, foram realizados ensaios à compressão e analisada a trabalhabilidade através do ensaio de espalhamento.
Nesta fase foram utilizadas as 2 moléculas de PVA, PVA 5 E PVA 24, com o objetivo de analisar o comportamento das argamassas obtidas com a adição de soluções poliméricas com diferentes viscosidades e concentrações.
Foram realizadas 3 amassaduras, com diferentes percentagens de substituição de cimento, para cada um dos tipos de PVA: 5%, 7,5% e 10% para o PVA 24 e 10%, 20% e 30% para o PVA 5, a percentagem indicada diz respeito à quantidade de cimento substituída da composição padrão utilizada, a constituição das argamassas está na Tabela 10, onde se podem ver os constituintes assim como as dosagens.
As amassaduras foram realizadas de acordo com a norma EN 196-1 e os provetes vibrados durante aproximadamente 10 segundos na mesa vibratória após a colocação da argamassa nos moldes. 135 22,5 33,75 45 275 275 316 425 417 405 PVA-5 30% PVA-24 5% PVA-24 7,5% PVA-24 10% 1350 Padrão PVA-5 10% PVA-5 20% 1350 1350 275 1350 1350 1350 1350 275 275 275 275 450 - 405 360 45 90 Amassadura Quantidades (g)
Areia Água Cimento Polímero
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3.4.3-Fase 2
Como as composições da Fase 1 apresentarem uma resistência à compressão reduzida, aparentemente devido a deficiente compactação, foram tentadas, posteriormente na fase 2, várias formas de aumentar a compacidade dos provetes, assim como diferentes métodos para realizar as amassaduras. Para isso, foram usadas as composições em que foram obtidas as resistências à compressão e as massas volúmicas secas mais distantes da composição padrão, PVA-5 30% e PVA-24 10%.
Nas tentativas de aumentar a compacidade dos provetes partindo do método de realizar as amassaduras usado na Fase 1 foram realizadas as seguintes tentativas:
3/4+1/4 – a amassadura foi realizada de acordo com a norma EN 196-1, sendo a argamassa colocada nos moldes em 2 fases, na primeira preencheu-se aproximadamente 3/4 do molde e vibrou-se durante 10seg na mesa vibratória, partiu- se a película que se criou na superfície da argamassa sendo depois preenchido o espaço restante no molde vibrando novamente 10seg;
Vibração exterior (vib) – realizou-se a amassadura de acordo com a norma EN 196-, sendo vibrado recorrendo a uma agulha vibratória no exterior do molde;
Velocidade rápida (vel1) – manteve-se o tempo de realizar a amassadura da norma EN 196-1, 4 minutos, usando a apenas a velocidade mais rápida (285±10 rotações/minuto e 125±10 movimentos planetários /minuto), com a argamassa a ser vibrada durante 10seg na mesa vibratória;
Velocidade lenta (vel2) – semelhante à velocidade rápida mas com o uso da velocidade mais lenta (140±5 rotações/minuto e 62±5 movimentos planetários /minuto);
2 tipos de areia (2 areia) – com a amassadura realizada de acordo com a norma EN 196-1, foi usada areia britada de rocha granítica e areia de rio em quantidade iguais, com os restantes constituintes da argamassa a manterem-se iguais, assim como a forma de vibrar a argamassa nos moldes, 10 segundos na mesa vibratória;
Com compactação (c/comp) – usou-se uma carga durante o período em que os provetes estiveram nos moldes (24h), a amassadura e a vibração da argamassa nos moldes foi de acordo a norma EN 196-1;
35 Sem substituição (s/sub) – não foi substituído o cimento, apenas se acrescentou o
polímero em solução;
Amassadura em 2 etapas (2 am) – foram realizadas duas etapas distintas na amassadura, na primeira em que se misturou água, cimento e areia com uma parte da água e uma segunda amassadura em que à mistura obtida inicialmente se juntou a SPol, com as amassaduras a serem realizadas de acordo com a norma EN 196-1 e a argamassa a ser vibrada durante 10seg na mesa vibratória;
Contudo, apesar do esforço despendido, os resultados continuaram a não ser satisfatórios ao nível da resistência à compressão. Uma das diferentes formas de realizar a amassadura experimentadas, amassadura em 2 etapas, apresentou uma massa volúmica particularmente baixa, tendo em conta este fator e a baixa resistência à compressão decidiu-se avaliar a possibilidade de criar uma argamassa leve.
Desta forma ficou definida a forma de realizar a amassadura assim como a forma de compactar a argamassa, amassadura em duas etapas com a argamassa a ser vibrada durante 10 segundos na mesa vibratória.
3.4.4-Fase 3
Seguindo o processo sequencial e recorrendo ao processo de fabrico da argamassa definido na Fase 2, amassadura em 2 fases, passou-se à definição da composição da argamassa.
As alterações produzidas na composição das argamassas foram a variação da quantidade de água, tanto na primeira etapa da amassadura, em que se misturam a areia, o cimento e a água, como na segunda etapa da amassadura em que é acrescentada a SPol à argamassa resultante da primeira etapa da amassadura, apesar de também se ter alterado a concentração da SPol, pela variação da quantidade de água, este facto não teve reflexo imediato no desenvolvimento do trabalho, visto em 3.4.5 se ter estudado a concentração da SPol.
O objetivo desta Fase de amassaduras foi o de encontrar uma argamassa com boa trabalhabilidade e de execução simples, isto é, na mistura da argamassa resultante da primeira etapa da amassadura com a SPol, introduzida na segunda etapa da amassadura.
36 1350
Amassadura Areia Água Cimento SPol (PVA+H2O) (45+175) 405 125 1350 M5_PVA24 M4_PVA24 1350 125 405 (45+150) M3_PVA5 1350 150 315 (135+175) M2_PVA5 1350 175 315 (135+185) M1_PVA5 125 315 (135+150)
Devido ao facto de o PVA reagir com a água e de forma a ter um leque de resultados que tivesse esse fator em conta, passaram a ser realizados ensaios em provetes curados na câmara húmida e provetes que foram curados em condições de humidade ambientais. As composições das amassaduras realizadas nesta fase estão na Tabela 11.
3.4.5-Fase 4
Otimizada a forma de realizar a amassadura (segunda etapa), e a quantidade de água utilizada na primeira fase da amassadura e na solução polimérica, definida na Fase 3, passou-se, nesta quarta fase, à determinação da concentração ótima da solução polimérica.
Para a obtenção da concentração ótima da solução polimérica, foi mantida a composição da primeira parte da amassadura, quantidades de areia, água e cimento mantiveram-se as definidas na Fase 3, efetuando-se alterações na concentração da SPol adicionada na segunda parte da amassadura, de forma a criar um gráfico (curva) que represente a evolução da resistência à compressão em função da concentração da solução polimérica, isto é a curva de concentração ótima, que defina a concentração ideal (resistência máxima), para dar seguimento ao trabalho.
A curva de concentração ótima foi criada com uma solução onde a quantidade de polímero se manteve constante, alterando apenas a quantidade de água (composições A a F da Tabela 12). Tabela 11- Composição das amassaduras realizadas na Fase 3.
37 Como forma de verificar a importância do polímero para a resistência à compressão foram testadas argamassas em que a concentração da SPol foi alterada mantendo a quantidade de água e variando a quantidade de polímero composições D, G e H da Tabela 12).
3.4.6-Fase 5
Após a definição da forma de realizar a amassadura e determinada a concentração da solução polimérica, o objetivo passou a ser encontrar a resistência à compressão pretendida, para uma argamassa leve, objetivo definido na Fase 2. Para isso, nesta fase a quantidade de cimento (que se mantinha a mesma desde a fase inicial) foi sendo reduzida tendo em vista obter resistências à compressão aos 28 dias próximas de 1MPa. Este valor foi estimado para os provetes curados na câmara húmida.
Simultaneamente foram realizadas amassaduras em que se substituiu areia por PVA. Partindo da amassadura em que se previa uma resistência à compressão aos 28 dias de 1MPa, a amassadura K, a substituição foi feita usando um volume equivalente de PVA usado em solução com a concentração definida na Fase 4, onde foi acrescentada SPol à já existente na
(75+200) F 1350 175 315 (135+300) B 1350 175 315 (135+160) D 1350 175 315 (135+200) C 1350 175 315 (135+185) 315 (135+250) 315 Amassadura Quantidades (g)
Areia Água Cimento SPol (PVA+H2O)
A 1350 175 315 (135+145)
G 1350 175
E 1350 175
H 1350 175 315 (150+200)
38 composição da amassadura K, a substituição foi feita para metade da areia, 675g, e para a totalidade 1350g, na Tabela 13 são apresentadas as composições das amassaduras realizadas nesta fase.
3.4.7-Fase 6
Nesta fase do trabalho pretendeu-se caracterizar as argamassas K e L selecionadas na Fase 5 e, também, duas novas composições, M e N, identificadas na Tabela 13, tanto no estado fresco como endurecido.
No estado fresco foi analisada a massa volúmica aparente e avaliada a consistência e a trabalhabilidade usando o ensaio de espalhamento.
No estado endurecido, foram avaliadas as características mecânicas através da realização de ensaios de resistência à compressão (efetuados em 5 idades diferentes e para condições de cura ambientais e em câmara húmida) e à tração por compressão diametral (realizados aos 28 dias de idade, com cura em condições ambientais). Foram, também, avaliadas características
M 675 175 150 (350+416) N ---- 175 150 (700+832) K 1350 175 150 (135+160) L 1350 175 120 (135+160) I 175 250 (135+160) J 1350 175 200 (135+160) Amassadura Quantidades (g)
Areia Água Cimento Spol (PVA+H2O)
B 1350 175 315 (135+160)
1350
39 físicas, designadamente a absorção de água por imersão e a absorção de água por capilaridade, ambas aos 28 dias de idade.
Na caracterização da amassadura N, devido às condicionantes que são apresentadas ao longo do trabalho, não foram realizados ensaios de resistência à tração e à absorção por capilaridade, no que diz respeito à resistência à compressão apenas foram ensaiados provetes curados em condições ambientais (também condicionados como será descrito ao longo trabalho) devido ao comportamento apresentado na presença de humidade.